Активно-реактивные снаряды с прямоточными двигателями конструкции А. Липпиша (Германия)
Немецкий ученый и конструктор Александр Мартин Липпиш прежде всего известен многочисленными и не всегда успешными проектами в области авиации. При этом он успевал работать и в других областях. Так, в самом конце 1944 г. А. Липпиш и его коллеги по институту Luftfahrtforschungsanstalt Wien (LFW) представили немецкому командованию любопытную концепцию активно-реактивного артиллерийского снаряда.
Модель активно-реактивного снаряда с головным обтекателем и передним расположением ПВРД
Необходимо напомнить, что разработка активно-реактивных снарядов (АРС) в гитлеровской Германии стартовала еще в 1934 г. и через несколько лет дала реальные результаты. Ранние проекты предусматривали оснащение АРС собственным пороховым двигателем. Он обеспечивал дополнительный разгон после выхода из ствола и увеличивал дальность стрельбы.
Уже в 1936 г. оригинальный вариант АРС предложил конструктор Вольф Троммсдорфф. Вместе хвостового отсека с пороховой шашкой он планировал использовать прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД). Идея прямоточного АРС получила поддержку военных, и за несколько лет инженеру удалось создать пригодные для испытаний образцы. Тем не менее, проект В. Троммсдорффа не дал реальных результатов. Его АРС так и не смогли попасть на фронт.
В 1944 г. об идее АРС с ПВРД вспомнили в LFW, и тут же принялись за ее проработку. В минимальные сроки были определены плюсы и минусы таких изделий, определены пути развития, а также созданы и испытаны первые опытные образцы. К концу года документы по проекту представили командованию.
Доклад А. Липпиша фактически раскрывал вопросы создания целого семейства АРС с разными особенностями конструкции. По проекту LFW можно было создать восемь вариантов снаряда с теми или иными плюсами. В основе восьми концептов лежали несколько базовых идей – их по-разному соединяли с разными результатами.
Расчеты показывали, что ПВРД для снаряда может иметь разную конструкцию. В нем можно было использовать жидкое или порошкообразное топливо. Хорошие характеристики позволял получить простейший угольный порошок – дешевое и доступное топливо. Изучались различные горючие жидкости. Не исключалась возможность создания комбинированной двигательной установки с компонентами на жидком и твердом топливе.
Разные варианты архитектуры АРС конструкции Липпиша
Первый вариант АРС представлял собой простейшую болванку с внутренним каналом, образующим ПВРД. В центре этой полости имелся канал для шашки из угольного порошка. Для выброса такого снаряда из пушки требовался специальный поддон, надеваемый на донную часть с соплом.
Для стабилизации в полете АРС можно было раскручивать вокруг своей оси за счет нарезов ствола или при помощи раскладываемых в полете стабилизаторов. Также предлагался вариант с гребнями или лопатками на головном обтекателе.
Наличие сквозного канала и поддона усложняло конструкцию и затрудняло эксплуатацию АРС. Для его исключения в LFW разработали новый вариант архитектуры боеприпаса. Он предусматривал отказ от традиционного донного сопла и применение другой компоновки ПВРД.
Такой вариант АРС должен был состоять из двух частей. Основной корпус представлял собой тело вращения с закрытой донной частью без сопла. Внутри предусматривалась полость для жидкого или порошкового топлива, а также средства его подачи. Головной обтекатель получал лобовой воздухозаборник, а внутри него предусматривались каналы или полости. Обтекатель надевался на корпус с зазором.
Через заборное отверстие воздух должен был попадать внутрь снаряда и обеспечивать сгорание топлива в его полости. Газообразные продукты сгорания под давлением набегающего воздуха должны были попадать в полость обтекателя, а затем выходить через кольцевой зазор, выполняющий функции сопла.
Другой вариант АРС с кольцевым соплом
Столь сложная конструкция ПВРД имела некоторые преимущества. Обдув снаряда горячими газами улучшал аэродинамику и мог дать некоторый выигрыш в дальности полета. Обтекатель можно было перемещать вдоль оси АРС, изменяя ширину зазора-сопла и, соответственно, тягу ПВРД. Не исключалась возможность создания средств управления этим зазором.
Внутри основного корпуса АРС с отдельным обтекателем можно было поместить пороховую шашку, порошкообразный уголь или бак с жидким топливом. Рассматривалось несколько вариантов средств хранения и подачи топлива в камеру.
Определенный интерес представляют варианты АРС, больше похожие на ракеты. В головной части такого изделия предлагалось помещать ПВРД на жидком топливе, а в хвосте – обычный РДТТ. При помощи последнего осуществлялся старт с направляющей, а жидкостный ПВРД должен был обеспечивать разгон в полете.
По очевидным причинам, большую часть внутренних объемов АРС должны были занимать ПВРД и его топливо. Однако внутри корпуса оставалось некоторое место для размещения разрывного заряда и взрывателя. В то же время, доступные объемы в разных проектах отличались, что могло повлиять на боевые качества изделий.
Используя набор базовых идей и комбинируя их разными способами, А. Липпиш предложил восемь основных архитектур активно-реактивного снаряда. Все они имели те или иные особенности, достоинства и недостатки. Продолжая научно-исследовательские работы, институт LFW мог бы развить предложенные идеи и построить на их основе реальные боеприпасы для артиллерии.
Современный вариант АРС с ПВРД от компании Nammo
Известно, что при работе над новыми АРС ученые провели некоторые исследования и испытания. В частности, по результатам такой работы были определены оптимальные варианты топлива. Строились ли готовые снаряды и проводились ли их испытания – неизвестно. Хорошо известные факторы мешали проведению таких работ.
Возможно, продолжение работ по АРС могло бы привести к реальным результатам и даже обеспечить перевооружение германской армии. Однако доклад о новом проекте появился слишком поздно. Командованию доложили о нем только в самом конце 1944 г., когда исход войны для Германии был очевиден.
За оставшиеся месяцы до капитуляции институт LFW не сумел завершить ни одного перспективного проекта в сфере авиации или артиллерии. Множество образцов оружия и техники, ранее казавшихся многообещающими, так и осталось на бумаге. После войны и переезда в США А.М. Липпиш сосредоточился на авиационной технике и не возвращался к артиллерийской тематике.
Чрезмерно смелые проекты А. Липпиша и В. Троммсдорффа никак не повлияли на боеспособность Вермахта. Даже самые успешные их разработки не продвинулись дальше полигонных испытаний, и до внедрения АРС с ПВРД на практике не дошло. Более того, в дальнейшем эти идеи так и не получили развития. По всей видимости, специалисты стран-победительниц ознакомились с работами LFW – и отбросили их как бесполезные.
В послевоенный период на вооружении всех ведущих стран появились свои активно-реактивные снаряды. Это были изделия с ракетными двигателями на твердом топливе. Также определенное распространение получили более простые снаряды с донным газогенератором. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели так и не смогли закрепиться в сфере артиллерийских снарядов.
Тем не менее, концепция не забыта. В прошлом году норвежская промышленность представила проект 155-мм АРС с твердотопливным ПВРД. В ближайшее время должны пройти его испытания, после чего может решаться вопрос запуска производства и закупок. Удастся ли этому снаряду дойти до эксплуатации и не повторить судьбу разработок А. Липпиша – неизвестно.
Модель активно-реактивного снаряда с головным обтекателем и передним расположением ПВРД
Истоки и идеи
Необходимо напомнить, что разработка активно-реактивных снарядов (АРС) в гитлеровской Германии стартовала еще в 1934 г. и через несколько лет дала реальные результаты. Ранние проекты предусматривали оснащение АРС собственным пороховым двигателем. Он обеспечивал дополнительный разгон после выхода из ствола и увеличивал дальность стрельбы.
Уже в 1936 г. оригинальный вариант АРС предложил конструктор Вольф Троммсдорфф. Вместе хвостового отсека с пороховой шашкой он планировал использовать прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД). Идея прямоточного АРС получила поддержку военных, и за несколько лет инженеру удалось создать пригодные для испытаний образцы. Тем не менее, проект В. Троммсдорффа не дал реальных результатов. Его АРС так и не смогли попасть на фронт.
В 1944 г. об идее АРС с ПВРД вспомнили в LFW, и тут же принялись за ее проработку. В минимальные сроки были определены плюсы и минусы таких изделий, определены пути развития, а также созданы и испытаны первые опытные образцы. К концу года документы по проекту представили командованию.
Семейство снарядов
Доклад А. Липпиша фактически раскрывал вопросы создания целого семейства АРС с разными особенностями конструкции. По проекту LFW можно было создать восемь вариантов снаряда с теми или иными плюсами. В основе восьми концептов лежали несколько базовых идей – их по-разному соединяли с разными результатами.
Расчеты показывали, что ПВРД для снаряда может иметь разную конструкцию. В нем можно было использовать жидкое или порошкообразное топливо. Хорошие характеристики позволял получить простейший угольный порошок – дешевое и доступное топливо. Изучались различные горючие жидкости. Не исключалась возможность создания комбинированной двигательной установки с компонентами на жидком и твердом топливе.
Разные варианты архитектуры АРС конструкции Липпиша
Первый вариант АРС представлял собой простейшую болванку с внутренним каналом, образующим ПВРД. В центре этой полости имелся канал для шашки из угольного порошка. Для выброса такого снаряда из пушки требовался специальный поддон, надеваемый на донную часть с соплом.
Для стабилизации в полете АРС можно было раскручивать вокруг своей оси за счет нарезов ствола или при помощи раскладываемых в полете стабилизаторов. Также предлагался вариант с гребнями или лопатками на головном обтекателе.
Наличие сквозного канала и поддона усложняло конструкцию и затрудняло эксплуатацию АРС. Для его исключения в LFW разработали новый вариант архитектуры боеприпаса. Он предусматривал отказ от традиционного донного сопла и применение другой компоновки ПВРД.
Такой вариант АРС должен был состоять из двух частей. Основной корпус представлял собой тело вращения с закрытой донной частью без сопла. Внутри предусматривалась полость для жидкого или порошкового топлива, а также средства его подачи. Головной обтекатель получал лобовой воздухозаборник, а внутри него предусматривались каналы или полости. Обтекатель надевался на корпус с зазором.
Через заборное отверстие воздух должен был попадать внутрь снаряда и обеспечивать сгорание топлива в его полости. Газообразные продукты сгорания под давлением набегающего воздуха должны были попадать в полость обтекателя, а затем выходить через кольцевой зазор, выполняющий функции сопла.
Другой вариант АРС с кольцевым соплом
Столь сложная конструкция ПВРД имела некоторые преимущества. Обдув снаряда горячими газами улучшал аэродинамику и мог дать некоторый выигрыш в дальности полета. Обтекатель можно было перемещать вдоль оси АРС, изменяя ширину зазора-сопла и, соответственно, тягу ПВРД. Не исключалась возможность создания средств управления этим зазором.
Внутри основного корпуса АРС с отдельным обтекателем можно было поместить пороховую шашку, порошкообразный уголь или бак с жидким топливом. Рассматривалось несколько вариантов средств хранения и подачи топлива в камеру.
Определенный интерес представляют варианты АРС, больше похожие на ракеты. В головной части такого изделия предлагалось помещать ПВРД на жидком топливе, а в хвосте – обычный РДТТ. При помощи последнего осуществлялся старт с направляющей, а жидкостный ПВРД должен был обеспечивать разгон в полете.
По очевидным причинам, большую часть внутренних объемов АРС должны были занимать ПВРД и его топливо. Однако внутри корпуса оставалось некоторое место для размещения разрывного заряда и взрывателя. В то же время, доступные объемы в разных проектах отличались, что могло повлиять на боевые качества изделий.
Ожидаемый финал
Используя набор базовых идей и комбинируя их разными способами, А. Липпиш предложил восемь основных архитектур активно-реактивного снаряда. Все они имели те или иные особенности, достоинства и недостатки. Продолжая научно-исследовательские работы, институт LFW мог бы развить предложенные идеи и построить на их основе реальные боеприпасы для артиллерии.
Современный вариант АРС с ПВРД от компании Nammo
Известно, что при работе над новыми АРС ученые провели некоторые исследования и испытания. В частности, по результатам такой работы были определены оптимальные варианты топлива. Строились ли готовые снаряды и проводились ли их испытания – неизвестно. Хорошо известные факторы мешали проведению таких работ.
Возможно, продолжение работ по АРС могло бы привести к реальным результатам и даже обеспечить перевооружение германской армии. Однако доклад о новом проекте появился слишком поздно. Командованию доложили о нем только в самом конце 1944 г., когда исход войны для Германии был очевиден.
За оставшиеся месяцы до капитуляции институт LFW не сумел завершить ни одного перспективного проекта в сфере авиации или артиллерии. Множество образцов оружия и техники, ранее казавшихся многообещающими, так и осталось на бумаге. После войны и переезда в США А.М. Липпиш сосредоточился на авиационной технике и не возвращался к артиллерийской тематике.
Ненужный проект
Чрезмерно смелые проекты А. Липпиша и В. Троммсдорффа никак не повлияли на боеспособность Вермахта. Даже самые успешные их разработки не продвинулись дальше полигонных испытаний, и до внедрения АРС с ПВРД на практике не дошло. Более того, в дальнейшем эти идеи так и не получили развития. По всей видимости, специалисты стран-победительниц ознакомились с работами LFW – и отбросили их как бесполезные.
В послевоенный период на вооружении всех ведущих стран появились свои активно-реактивные снаряды. Это были изделия с ракетными двигателями на твердом топливе. Также определенное распространение получили более простые снаряды с донным газогенератором. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели так и не смогли закрепиться в сфере артиллерийских снарядов.
Тем не менее, концепция не забыта. В прошлом году норвежская промышленность представила проект 155-мм АРС с твердотопливным ПВРД. В ближайшее время должны пройти его испытания, после чего может решаться вопрос запуска производства и закупок. Удастся ли этому снаряду дойти до эксплуатации и не повторить судьбу разработок А. Липпиша – неизвестно.
- Рябов Кирилл
- Alternathistory.com, Nammo.com
Информация